Неожиданные открытия в созвездие Тельца: как рождаются планеты

Изучая молодые звезды в созвездии Тельца, астрономы пытаются понять, как развивалась наша собственная Солнечная система. Примерно 4,6 миллиарда лет назад она представляла собой вихрь из газа и пыли, окружающий новорожденное солнце. На ранних стадиях развития этот так называемый «протопланетный диск» не обладал какими-то отличительными чертами, однако постепенно материя начала сгущаться и формировать планеты. Чем больше эти сгустки вбирали в себя вещество, тем сильнее изменялся диск: со временем он превратился в уже знакомые нам планеты, луны, астероидные пояса и просто кометы.

Этот сценарий формирования Солнечной системы ученые основывают на данных, собранных в результате наблюдения за более молодыми звездами. С помощью массива ALMA в пустыне Атакама в Чили (в настоящее время он состоит из 45 радиоантенн) астрономы отобрали в созвездие Тельца 32 звезды, окруженные протопланетными дисками. В ходе наблюдений стало понятно, что 12 из них (а это почти 40%) обладают характерными протопланетными дисками, в которых заметны промежутки — их можно объяснить присутствием зарождающихся планет.

«Это очень интересно. Статистика по экзопланетам говорит, что Супер-Земли и Супер-Нептуны — самый распространенный тип таких планет. И впервые эти данные совпали с результатами фактических наблюдений протопланетных дисков», поясняет Фенг Лонг, докторант из Института астрономии и астрофизики им. Кавли при Пекинском университете, Китай.

Хотя большинство протопланетных дисков выглядят как однородные, похожие на блины объекты, лишенные каких-либо узоров или структурных особенностей, бывают и исключения. Астрономы уже находили диски, разделенные на кольцевые зоны. Раньше ученые исследовали преимущественно самые яркие объекты (потому что их банально проще всего обнаружить), а потому не было понятно, как часто во Вселенной встречаются диски с неровностями и пятнами и чем вызваны эти искажения. Вот тут в дело и вступает новое исследование: впервые исследователи создали подборку, в которую были включены самые разные диски — и яркие, и не очень.

У астрономов была гипотеза, что цвет дисков могут изменять не зарождающиеся планеты, а изменение химического состава пылевых частиц в ответ на колебания магнитных полей. Однако исследователи внимательно изучили все данные и пришли к выводу, что никаких связей между магнитными полями и разрывами внутри дисков не наблюдается. В итоге, проанализировав «дырчатую» структуру дисков, они пришли к выводу: видимые разрывы и искажения полотна диска — это результат формирования новых планет. Большинство из них — Супер-Земли и Супер-Нептуны, то есть планеты, эквивалентные 20 массам Земли или Нептуна. Только у двух из 32 дисков обнаружились зачатки планет-гигантов, таких как наш Юпитер.